文/Glenna B.Musante譯/何帆

2010年美國深水地平線原油泄漏災(zāi)難的情景令人難忘，墨西哥灣綿延數(shù)千公里白色沙灘、碧藍的海水被地毯般厚重的黑色石油覆蓋長達幾個月，魚類、海鳥在淤泥中死去。

石油鉆機爆炸導致井噴，2.1億噸石油流入海灣，從佛羅里達到得克薩斯州的海岸都被石油和淤泥覆蓋，造成了數(shù)十億美元的環(huán)境和經(jīng)濟損失。

深水地平線原油泄漏事故被認為是歷史上最嚴重的一次石油鉆井平臺事故，原油泄漏規(guī)模巨大，人們無法用現(xiàn)有的方法使臨近海岸免受污染。具有諷刺意味的是當墨西哥灣遭受污染的同時，在距離不遠的德克薩斯州拉伯克，對于清除大面積油污材料的研究剛剛起步。

2010年，德克薩斯科技大學的非織造布及新材料實驗室開始嘗試使用一種廉價、天然、可再生材料清除大規(guī)模污染物。他們之前已經(jīng)在清除小范圍原油及化學品污染上獲得了一些成果。

大豐收

實驗室里科學家們正嘗試用一種低等級棉花祛除油污。

德克薩斯州是世界最大的棉花供應(yīng)地，每年20%的作物無法用于生產(chǎn)衣服或床單，這是由于它們表面存在一定缺陷而無法染色。這種棉花被科學定義為“低馬克隆值棉”，這意味著它比用于生產(chǎn)服裝的棉花成熟度低，纖維素含量低。

德克薩斯科技大學的非織造布及新材料實驗室Seshadri Ramkumar教授說，實驗室的首要目標是發(fā)明一種新材料用于個人及環(huán)境保護。“這是我們的兩個工作目標。”Ramkumar教授說。

從時間角度看，實驗室無法徹底清除2010年美國深水地平線的泄露原油。但從2010年起，隨著研究深入，Ramkumar教授說：“我們已經(jīng)建立了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，同時發(fā)現(xiàn)生的、低馬克隆值的棉花能夠成功清除油污?！?/p>

它的工作機制非常簡單，低等級的棉花未完全成熟，比用于生產(chǎn)T恤的成熟棉花更加光滑，所以排斥水分，但吸收石油和其他化學物質(zhì)，并將其牢牢鎖在纖維和蠟質(zhì)成分中。

“我們的主要研究對象是棉花，因為它是一種天然纖維，可用作合成纖維的替代品，還具有可生物降解性?！盧amkumar教授說，他的研究生Vinitku?mar Singh針對該課題進行了基礎(chǔ)研究調(diào)查，開展了初步實驗。

使用低馬克隆值棉花的另一個好處是，它吸水可膨脹到自身重量的數(shù)倍。所以，可以擠出更多空間，使其具有更強的吸收性。這種棉花能夠吸收自身重量30倍的液體，也就是說，1磅低馬克隆值棉花可以吸收最多30磅原油。

此外，他說：“將液體擠出后，這種棉花能夠反復(fù)多次使用?！蔽酵瓿珊?，這些棉花可以被輕松處理?！芭c合成纖維不同，隨著時間流逝，這些棉花可以被泥土中的細菌降解，再重新還原到環(huán)境中。”Ramkumar教授說。

另一種非織造布的延伸應(yīng)用

這不是德克薩斯科技大學關(guān)于清除原油和化學品的第一個發(fā)明。還有一種由可吸收并鎖住化學品、原油及煙塵的活性炭構(gòu)成的新型三層結(jié)構(gòu)非織造纖維已經(jīng)投入市場，由領(lǐng)英公司（First Line Technology）出售。這種材料的最外層由聚酯構(gòu)成，中間層為活性炭。這三層被緊緊捆綁在一起構(gòu)成一種非織造織物，可以吸收并鎖住原油、化學物質(zhì)以及煙霧。這種被稱為Fibertect的材料是一種具有惰性、柔軟、懸垂性好的非織造復(fù)合材料，可以吸收、吸附化學戰(zhàn)藥劑、有毒工業(yè)化學品和農(nóng)藥。

這項技術(shù)可以用于生產(chǎn)毛巾，也可用于生產(chǎn)危險品作業(yè)工人的工作服，避免化學、生物、油漬污染。目前主要客戶為軍事及應(yīng)急響應(yīng)單位，不過領(lǐng)英公司正在開發(fā)一些適用于去除小范圍污染事件的新產(chǎn)品。

領(lǐng)英公司總裁Amit Kapoor給出一個實例，一家老企業(yè)的一條化學生產(chǎn)線引起了嚴重的管線腐蝕。他說：“腐蝕可以引起管線泄漏，化學品滴在地板上，迫使工廠不得不停止生產(chǎn)去清理這些泄漏物。小范圍的泄漏有可能擴大成大規(guī)模污染事件，而對于工廠來說時間意味著金錢。”

領(lǐng)英公司正在開發(fā)用于清除工業(yè)泄漏的大尺寸Fibertect產(chǎn)品。對于具有潛在泄漏可能的污染源，在吸附過程中可以在Fibertect里添加一種可中和有毒化學品的涂層劑。用于吸附硫酸時效果顯著。

他們也在考慮開發(fā)盡可能大型的吸附材，用于原油泄漏清理船只船體的清潔。Kapoor說，“沒有人愿意在碼頭上清理這些船只，因為這可能造成油污在碼頭二次污染?！?/p>

個人防護

許多材料都可用于生產(chǎn)防護服，但它們重量大，透氣性差，可能使穿著者出現(xiàn)中暑癥狀。為了克服這些缺陷，WL Gore運用其獨有的膜技術(shù)開發(fā)了一款既有防護功能又有良好呼吸性能的防護材料。

這款材料被稱為“選擇性滲透織物”，可以使人體的濕氣散發(fā)出去，同時防止化學品侵入。這款面料已經(jīng)用于生產(chǎn)處理有害物及化學泄漏操作工穿著的工作服。用這種織物開發(fā)的一款產(chǎn)品被稱為Chempak，它由Blauer公司生產(chǎn)，是一種單層可響應(yīng)套裝，可以防止化學、生物、射線、核污染，有效穿著防護時間達到8小時。

“Gore公司開發(fā)高質(zhì)量生化防護織物已經(jīng)有很長時間了，”Gore公司軍用織物部發(fā)言人Jason Ro?driguez說。“這款產(chǎn)品能夠為在火場中工作的消防人員提供持久、大面積保護，并被美國國家防火協(xié)會1992，1994標準認證為2級。它不僅重量輕、透氣性強，而且舒適性好，這些對于工作在災(zāi)難一線的人員來說是非常重要的?！边@款服裝的透氣技術(shù)能夠使穿著者免于有毒化學物侵害，同時將人體產(chǎn)生的汗液揮發(fā)到空氣中，有效降低了穿著者的悶熱、不適，有利于提高工作效率。

在未來

化學污染，石油泄漏，甚至生物戰(zhàn)劑一直存在于我們的生活中，并將在未來一直伴隨我們，與之對應(yīng)的防護用品也將不斷被開發(fā)出來。具有其它功能，如有自凈功能的紡織新品也將最終被用于清理原油泄漏，或應(yīng)對其他環(huán)境問題。

那提克士兵研發(fā)和工程中心近期宣布開發(fā)了一種涂料，可以用于生產(chǎn)自清凈織物。這項技術(shù)針對于軍用服裝生產(chǎn)。這種涂料可以減少污垢和灰塵吸附，還能防水、油及多種液體化學品。據(jù)該中心新聞報道稱，未來還將開發(fā)相應(yīng)的皮靴、手套甚至用于韌性或堅硬物體表面，如護目鏡、面罩、掩體以及海上硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，如船體外殼等。

在未來某天，另一起原油泄漏事故發(fā)生時，用這種涂料裝飾的清污船將運載消防隊員及數(shù)噸德克薩斯低等級棉花前往海灘，吸附油污。這并不是我們最樂意看到的畫面，但至少我們知道科技正在不斷帶來新產(chǎn)品解決現(xiàn)代人生活中的各種麻煩。